Oddziaływanie-prądu+ratownictwo

Oddziaływanie-prądu+ratownictwo, Studia PWr, SEP

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Oddziaływanie prądu elektrycznego na organizm ludzki.
Prąd przemienny o częstotliwości 50 Hz i napięciu 400/230 V jest najbardziej
rozpowszechnionym środkiem przenoszenia energii elektrycznej. Z tego powodu większość porażeń i
oparzeń ludzi prądem elektrycznym, nazywanych wypadkami elektrycznymi, występuje przy styczności
człowieka z urządzeniami elektroenergetycznymi prądu przemiennego, przy czym najczęstsze są rażenia
na drodze ręka - nogi lub ręka - ręka. Ponadto prąd przemienny o częstotliwości od 15 do 100 Hz
powoduje najgroźniejsze dla życia reakcje organizmu, stąd skutki rażenia nim rozpatruje się szczególnie
wnikliwie.
Działanie prądu elektrycznego na organizm ludzki może być pośrednie lub bezpośrednie.
Działanie pośrednie, powstające bez przepływu prądu przez ciało człowieka, powoduje takie urazy, jak:

oparzenia ciała wskutek pożarów wywołanych zwarciem elektrycznym lub spowodowane
dotknięciem do nagrzanych elementów

groźne dla życia oparzenia ciała łukiem elektrycznym, a także metalizacja skóry spowodowana
osadzaniem się roztopionych cząstek metalu

uszkodzenia wzroku wskutek dużej jaskrawości łuku elektrycznego

uszkodzenia mechaniczne ciała w wyniku upadku z wysokości lub upuszczenia trzymanego
przedmiotu.
Działanie bezpośrednie - porażenie elektryczne wskutek przepływu prądu elektrycznego przez ciało
ludzkie (tzw. prądu rażeniowego) może wywołać wiele zmian fizycznych, chemicznych i biologicznych
w organizmie (a nawet śmierć człowieka) poprzez oddziaływanie na układ nerwowy oraz w wyniku
elektrolizy krwi i płynów fizjologicznych.
Porażenie elektryczne może objawiać się:

odczuwaniem bólu przy przepływie prądu, kurczami mięśni (skurcz mięśni dłoni może uniemożliwić
samouwolnienie się porażonego)

zatrzymaniem oddechu, zaburzeniami krążenia krwi

zaburzeniami wzroku, słuchu i zmysłu równowagi

utratą przytomności

migotaniem komór sercowych (fibrylacja) - bardzo groźnym dla życia człowieka, gdyż zazwyczaj
prowadzi ono do zejścia śmiertelnego

oparzeniami skóry i wewnętrznych części ciała, do zwęglenia włącznie.
Bezpośrednio po rażeniu prądem, tzn. po przerwaniu przepływu prądu, może wystąpić wstrząs
elektryczny, objawiający się przerażeniem, bladością, drżeniem ciała lub kończyn, nadmiernym
wydzielaniem potu, stanem apatii lub euforii. Może również wystąpić obrzęk mózgu i utrata
przytomności, połączona z zatrzymaniem krążenia krwi i brakiem oddechu. Skutki te mogą się ujawnić
także po pewnym czasie - od kilku minut do kilku miesięcy.
Zjawisko porażenia ma miejsce wówczas, gdy występuje droga dla prądu rażeniowego i istnieje źródło
napięcia wymuszającego przepływ takiego prądu. W praktyce dochodzi do tego, gdy człowiek styka się
jednocześnie z dwoma punktami znajdującymi się pod różnymi potencjałami i zamyka się w ten sposób
elektryczny obwód dla prądu rażeniowego.
Napięcie dotykowe jest to napięcie między dwoma punktami nie należącymi do obwodu elektrycznego, z
którymi mogą się zetknąć jednocześnie obie ręce lub ręka i noga człowieka.
Napięcie dotykowe spodziewane jest to największa wartość napięcia dotykowego w urządzeniach lub w
instalacji elektrycznej w razie uszkodzenia izolacji, gdy wartość impedancji w miejscu zwarcia jest
pomijalna.
Napięcie rażeniowe dotykowe jest to spadek napięcia wzdłuż drogi przepływu prądu przez ciało
człowieka (czyli spadek napięcia na rezystancji ciała, na drodze ręka-nogi lub ręka-noga albo ręka-ręka).
Napięcie krokowe jest to napięcie między dwoma punktami na powierzchni ziemi lub na powierzchni
stanowiska pracy, odległymi od siebie o 1 m (jeden krok).
Napięcie rażeniowe krokowe jest to spadek napięcia wzdłuż drogi przepływu prądu przez obie nogi
człowieka (czyli spadek napięcia na rezystancji ciała na drodze noga-noga).
Skutki rażenia prądem elektrycznym zależą od:

rodzaju prądu, a więc czy jest to rażenie: prądem przemiennym o małej częstotliwości (15 -100Hz),
prądem przemiennym o dużej częstotliwości, krótkotrwałymi, jednokierunkowymi impulsami
prądowymi, prądem stałym,

wartości napięcia i natężenia prądu rażeniowego oraz czasu jego przepływu

drogi przepływu prądu przez ciało człowieka,

stanu psychofizycznego porażonego.

czasu przepływu prądu rażenia,

temperatury i wilgotności skóry,

powierzchni styku z przewodnikiem,

siły docisku przewodnika do naskórka.
Impedancja naskórka (skóry) w dużym stopniu zależy od stanu fizycznego naskórka (gruby, cienki,
zdarty, suchy, wilgotny, mokry) i od powierzchni styku z zewnętrznym obwodem elektrycznym. Wartość
impedancji naskórka nie jest stała i zależy od:

wartości napięcia dotykowego,

wartości natężenia prądu,

częstotliwości prądu,

czasu przepływu prądu rażenia,

temperatury i wilgotności skóry,

powierzchni styku z przewodnikiem,

siły docisku przewodnika do naskórka.
Wartość impedancji naskórka zawiera się w szerokich granicach - od kilkuset do kilkunastu tysiecy
omów. Przy małych napięciach dotykowych (od 0 do 150 V) ma ona znaczny wpływ na impedancję ciała.
W miarę wzrostu wartości napięcia wpływ ten jest coraz mniejszy, aż do pomijalnie małego przy
napięciach większych niż 150 V.
Rezystancja wewnętrzna ciała zależy głównie od drogi przepływu i jest największa przy przepływie prądu
na drodze ręka - ręka i ręka - noga (stopa), przy czym jej wartość jest równa około kilkuset omów.
Najmniejsza wartość impedancji jest na drodze przepływu prądu ręka - kark.
Zależność impedancji naskórka od stopnia zawilgocenia skóry czy częstotliwości prądu też jest zmienna,
a więc zmienna jest też impedancja ciała. Przy wilgotności względnej otaczającego powietrza powyżej
75% impedancja ciała nie zależy od impedancji naskórka i jest równa praktycznie tylko rezystancji
wewnętrznej.
Wartości impedancji ciała człowieka w zależności od napięcia dotykowego Ud dla różnych części
badanej populacji ludzi dorosłych (wg Raportu IEC 479)
Napięcie dotykowe,
[V]
Graniczne wartości impedancji człowieka dla różnych części populacji,
[Ω]
5% populacji
50% populacji
95% populacji
25
1750
3250
6100
50
1450
2625
4375
75
1250
2200
3500
100
1200
1875
3200
125
1125
1625
2875
220
1000
1350
2125
700
750
1100
1550
1000
700
1050
1500
pow. 1000
650
750
850
Z powyższych rozważań wynika fakt, że należy do rozpatrywania zjawiska porażenia przyjąć dwie
podstawowe klasy warunków środowiskowych oznaczonych jako W1 i W2:
W1 warunki normalne, w których wartość rezystancji ciała ludzkiego mierzonej w stosunku do ziemi jest
nie mniejsza niż 1000 Ω; do środowisk normalnych zalicza się: lokale mieszkalne, biurowe, sale
widowiskowe, szpitalne, szkolne itp.,
W2 warunki szczególne, w których wartość rezystancji ciała człowieka mierzona w stosunku do ziemi
jest mniejsza niż 1000 Ω; do środowisk szczególnych zalicza się: tereny otwarte, łazienki i natryski,
sauny, obory, chlewnie, pomieszczenia produkcyjne o wilgotności względnej większej niż 75 % oraz o
temperaturze wyższej niż 35
o
C lub mniejszej niż -5
o
C. W takich warunkach środowiskowych
pomieszczenia są zwykle wilgotne, wilgotna jest również skóra człowieka, a podłogi (podłoża)
charakteryzują się małą rezystancją.
Dodatkowo wyróżnia się warunki środowiskowe specjalne (W3), np. baseny kąpielowe lub wnętrza
metalowych zbiorników, dla których dopuszczalne wartości napięć rażeniowych dotykowych powinny
być mniejsze niż dla klasy W2.
W miarę wzrostu natężenia prądu występują: mrowienie w palcach i drętwienie, skurcze włókien
mięśniowych i uczucie bólu. Im wyższa wartość prądu rażeniowego i dłuższy czas jego przepływu, tym
liczniejsze włókna mięśni dłoni ulegają skurczowi, również tzw. skurczowi tężcowemu, który trwa tak
długo, jak długo płynie prąd.
Wartość progowa natężenia prądu, przy której jest jeszcze możliwe rozwarcie palców przez samego
porażonego, nazywana jest prądem samouwolnienia i wg IEC jest to wartość 10 mA.
Widoczna jest tu zależność reakcji organizmu zarówno od wartości prądu, jak i od czasu jego przepływu -
przy większym natężeniu prądu płynącego w krótszym czasie te same lub podobne odczucia i reakcje, co
przy mniejszym natężeniu, ale w czasie dłuższym. W tej strefie prąd rażeniowy zwykle nie powoduje
żadnych skutków fizjologicznych.
Nasilenie bólu, wzrost ciśnienia krwi oraz skurcze tężcowe mięśni poprzecznie prążkowanych i skurcze
mięśni oddechowych (mięśni płuc - powyżej 20 mA) związane są z dalszym wzrostem natężenia prądu,
co może wywołać niedotlenienie organizmu, trudności z oddychaniem, zwiększenie ilości dwutlenku
węgla we krwi i zakwaszenie tkanek, skutkiem czego może być sinica skóry i błon śluzowych. Zwykle są
to odwracalne skutki fizjologiczne - bez uszkodzeń organizmu. Istnieje jednak duże prawdopodobieństwo
pojawienia się odwracalnych zakłóceń powstawania i przewodzenia impulsów w sercu, włącznie z
migotaniem przedsionków serca (fibrylacją) i przejściową blokadą pracy serca bez wystąpienia migotania
komór, nasilające się wraz ze wzrostem natężenia prądu i czasem jego przepływu. W skrajnych
przypadkach mogą występować skurcze naczyń wieńcowych i w efekcie zawał mięśnia sercowego.
 Przyjmuje się, że prąd o wartości natężenia 30 mA powoduje początek paraliżu dróg oddechowych.
Dla prądu o takim natężeniu można zaobserwować te same skutki prądu rażenia nasilające się wraz ze
wzrostem natężenia prądu i czasu jego przepływu, ale dodatkowo może wystąpić migotanie (fibrylacja)
komór serca. W chwili rażenia zamiast miarowych, okresowych skurczów komór pojawiają się
niemiarowe, nieokresowe skurcze, o częstotliwości 400 do 600 na min. Jednocześnie ciśnienie krwi
gwałtownie maleje i jej przepływ może być zatrzymany, co spowoduje w pierwszej kolejności
niedotlenienie mózgu, a po czasie około 10 s - utratę przytomności. Jeżeli proces będzie trwał dłużej, po
dalszych 20 s nastąpi zatrzymanie oddychania i początek śmierci klinicznej.
Rażonego człowieka można jeszcze uratować, jeżeli udzieli mu się skutecznej pomocy przed upływem 3
do 5 min, tzn. przed upływem czasu, jaki bez dopływu tlenu może przeżyć kora mózgowa.
Śmierć człowieka rażonego prądem elektrycznym o wartości wywołującej migotanie komór serca lub
skurcz tężcowy mięśni oddechowych następuje nie na skutek bezpośredniego uszkodzenia tych organów,
ale z powodu zakłócenia naturalnych procesów życiowych. Przy prądach rażenia o wartości większej
(około 1 A) śmierć może nastąpić z powodu zatrzymania akcji serca i krążenia krwi.
Działanie termiczne prądu
Przepływający przez ciało człowieka prąd rażeniowy powoduje wydzielanie się w tkankach organizmu
energii cieplnej, gdyż mają one określoną rezystancję (impedancję). Ilość wydzielonej energii cieplnej
zależy od wartości natężenia prądu, rezystancji tkanek oraz od czasu przepływu prądu przez ciało lub
jego część.
W zależności od pojemności cieplnej tkanki (ciepła właściwego) na skutek wydzielonej energii cieplnej
następuje wzrost temperatury. Gdy nie przekracza 5 K, nie występują zmiany patologiczne, jeżeli jednak
temperatura wzrasta o 10 i więcej K, tkanki ulegają zniszczeniu wskutek martwicy. Nazywa się to
oparzeniem elektrycznym.
Najbardziej niebezpieczne dla zdrowia i życia człowieka są tzw. rażenia skojarzone, kiedy przez ciało
człowieka przepływa prąd łuku elektrycznego.
Łuk elektryczny albo wyładowanie łukowe może powodować urazy:

uszkodzenia ciała odłamkami zniszczonych urządzeń elektrycznych lub podczas upadku,
wskutek działania fali uderzeniowej

oparzenia ciała, których rozległość i głębokość są zależne od gęstości energii cieplnej łuku
oraz uszkodzenia siatkówki oka, z powodu wzrostu temperatury płynu soczewkowego, jako
wynik oddziaływania termicznego

metalizację nieosłoniętych części ciała oraz uszkodzenia rogówki oka, wywołane
roztopionymi, gorącym cząstkami metali i materiałów izolacyjnych, unoszonymi gorącym
strumieniem gazów, jako wynik oddziaływania termiczno-mechanicznego

uszkodzenia rogówki oka na skutek promieniowania nadfioletowego

ogrzanie płynu soczewkowego oka na skutek promieniowania podczerwonego

rozległe oparzenia, a nawet spalenia kończyn i innych części ciała ludzkiego, często kończące
się śmiercią na skutek rażenia skojarzonego (prąd łuku elektrycznego przepływa przez ciało
ludzkie).
Rażenia skojarzone zdarzają się w stacjach elektroenergetycznych wysokiego napięcia, gdy człowiek
zbliży się do urządzenia elektroenergetycznego na odległość, przy której możliwe jest przebicie warstwy
izolacyjnej powietrza. Wtedy następuje wyładowanie iskrowe, które inicjuje wystąpienie łuku
elektrycznego pomiędzy tym urządzeniem i najbliższą od urządzenia częścią ciała ludzkiego.
Uwalnianie porażonego spod działania prądu elektrycznego i jego ratowanie
W razie porażenia prądem elektrycznym najważniejszą czynnością jest szybkie uwolnienie porażonego
spod działania prądu i udzielenie mu pierwszej pomocy. Osoba ratująca musi dokonać wyboru metody i
sposobu uwolnienia porażonego spod działania prądu elektrycznego w zależności od warunków, w jakich
nastąpiło porażenie, mając przy tym na uwadze własne bezpieczeństwo oraz potrzebę natychmiastowego
uwolnienia porażonego.
Uwolnienie porażonego spod działania prądu elektrycznego o napięciu do 1 kV może się odbyć jedną z
następujących metod:

przez wyłączenie napięcia zasilającego

przez odciągnięcie porażonego od urządzeń będących pod napięciem

przez odizolowanie porażonego, uniemożliwiające przepływ prądu przez jego ciało.
Napięcie zasilające można wyłączyć poprzez:

otwarcie właściwego łącznika lub usunięcie wkładki topikowej

przecięcie przewodów od strony zasilania za pomocą narzędzi z izolowanymi rękojeściami, z
zastosowaniem środków chroniących przed skutkami łuku elektrycznego (nie wolno stosować tego
sposobu w pomieszczeniach zagrożonych wybuchem)

zwarcie przewodów od strony zasilania - sposób ten należy stosować tylko w liniach napowietrznych.
Zwarcia wykonuje się za pomocą odpowiedniej zarzutki metalowej wcześniej podłączonej do
uziemionej konstrukcji (sposób stosowany przez wykwalifikowanych monterów).
Porażonego można odciągać od urządzenia elektrycznego, gdyby wyłączenie napięcia trwało zbyt długo.
Można uwolnić porażonego, przy przepływie prądu rażenia ręka - nogi, przez „odizolowanie go od
ziemi” za pomocą materiału izolacyjnego podsuniętego pod nogi porażonego.
Uwalniając porażonych spod działania prądu elektrycznego o napięciu do 1 kV, należy stosować
następujący zasadniczy i dodatkowy sprzęt ochronny: rękawice gumowe, kalosze, dywaniki, drążki, itp.
W razie braku sprzętu ochronnego można stosować jako materiał izolacyjny zastępczy: suche drewno,
tworzywa sztuczne, suche materiały tekstylne. Nie wymaga się stosowania sprzętu ochronnego lub
innych nie przewodzących materiałów tylko podczas wyłączania za pomocą łączników i bezpieczników.
Uwolnienia porażonego spod działania prądu elektrycznego o napięciu powyżej 1 kV można dokonać
przez:

wyłączenie napięcia zasilającego za pomocą wyłącznika (po tej czynności sprawdzić brak napięcia i
rozładować urządzenie, zachowując wymagane środki ostrożności)

odciągnięcie porażonego od urządzeń będących pod napięciem tylko za pomocą odpowiedniego
sprzętu ochronnego (mogą to wykonać tylko wykwalifikowani elektrycy).
Bezpośrednio po uwolnieniu porażonego spod napięcia należy:
- szybko zbadać go wstępnie, żeby ocenić:

czy ma świadomość (przytomny lub nieprzytomny),

czy oddycha i jak (zwolniony lub przyspieszony oddech świadczy o złym stanie porażonego -
norma: 10 - 24 oddechy na minutę),

czy pracuje serce i zachowana jest wydolność krążenia (bezpośrednio osłuchać okolicę serca
na klatce piersiowej oraz zbadać tętna na tętnicy szyjnej). Jeżeli porażony krwawi, trzeba
zatrzymać krwawienie, zakładając opatrunek uciskowy,

czy nie jest uszkodzony odcinek szyjny kręgosłupa (po upadku z wysokości),
[ Pobierz całość w formacie PDF ]

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

happyhour.opx.pl